Ricaricare con il wireless i veicoli elettrici mentre sfrecciano per l'autostrada, concependo nuovi modi di utilizzare la corrente elettrica "on the road" e a casa, negli ospedali e in città più accessibili ai disabili. È questo lo scenario a cui stanno lavorando i cervelloni di CARS (http://me.stanford.edu/groups/design/automotive/), che non è un cartone animato ma il programma dell'Università di Stanford dedicato al settore dell'auto (Center for Automotive Research di Stanford). Qui i ricercatori hanno sviluppato un sistema di ricarica, basato sui campi magnetici, capace di trasmettere senza fili grandi quantità di corrente tra due bobine di metallo poste a una certa distanza. Lo studio, pubblicato sulla rivista Applied Physics Letters (http://www.stanford.edu/group/fanpublication/Yu_APL_99_214102_2011.pdf), parte da una scoperta fatta qualche anno fa dal Massachusetts Institute of Technology, diventata poi il fiore all'occhiello di una startup chiamata – guarda caso – WiTricity (http://www.witricity.com/). Entrambe le tecnologie prendono spunto da un principio teorizzato già a fine Ottocento dal fisico serbo-americano Nikola Tesla.
Il lavoro degli scienziati di Stanford ha potenzialità rivoluzionarie per il settore dell'auto elettrica. Il gruppo guidato da Shanuhi Fan è infatti riuscito a trovare il modo di trasmettere 10 chilowatt di energia elettrica lungo una distanza di quasi due metri, riducendo al minimo le perdite. Secondo i fisici, questa tecnologia potrebbe un giorno essere utilizzata per creare un'autostrada elettrica dotata di canali wireless: una strada su cui i veicoli possano ricaricarsi anche in movimento e continuare a funzionare, virtualmente, all'infinito.
La ricarica wireless è già in funzione in alcune stazioni sperimentali per veicoli elettrici, dove viene usata per fare il pieno di batteria senza bisogno di fili o prese di corrente. La tecnologia, nata nel laboratori del MIT di Boston e cresciuta con WiTricity, sfrutta il principio in base al quale i campi magnetici di due dispositivi sintonizzati sulle stesse frequenze naturali possono "accoppiarsi" in un solo campo magnetico continuo (un fenomeno noto come "accoppiamento di risonanza magnetica"). Facendo risuonare due spirali di rame a una determinata frequenza, insomma, si crea la stessa consonanza di quando due bicchieri di vino vibrano all'unisono al suonare di una specifica nota.
Da questa "magia" WiTricity ha ricavato un vero e proprio marchio di fabbrica, stringendo accordi con case automobilistiche come Toyota e Mitsubishi Motors (http://media. mitsubishicars. com/index. php?s=16874&item=66241). Mentre però a Boston i ricercatori si sono concentrati su un sistema di ricarica wireless stazionario (capace di trasferire in media 3 chilowatt di energia a un veicolo parcheggiato su strada o in un garage), in California i ricercatori hanno portato la sfida ancora più in là, puntando tutto sulla dinamicità.
"L'idea – spiega Fan – è di incorporare nell'asfalto una serie di spirali piegate a formare un angolo di 90 gradi, per poi connetterle alla rete elettrica. Anche le auto dovrebbero essere equipaggiate delle stesse spirali, che potrebbero essere attaccate al telaio così da creare un campo magnetico con l'autostrada stessa". Secondo i calcoli dei ricercatori, una soluzione di questo tipo consentirebbe di trasferire 10 chilowatt lungo una distanza di 1,98 metri, abbastanza da ricaricare un'auto elettrica a velocità sostenuta.
Per ora questa strategia di ricarica è stata messa alla prova solo sotto forma di modello computerizzato, ma secondo i ricercatori di Stanford i risultati sono più che promettenti. Le simulazioni al computer, infatti, mostrano un'efficienza del trasferimento di corrente pari al 97%, anche quando si prende in considerazione una distanza superiore ai due metri.
Prima di immaginare di viaggiare su un'autostrada elettrica, però, sarà necessario aspettare ulteriori verifiche. Bisognerà infatti assicurarsi che la tecnologia non abbia ripercussioni sulle persone e sui sistemi elettrici, un fatto già assodato per la tecnologia brevettata dal MIT. "Dobbiamo essere sicuri al 100% che il sistema non abbia effetti negativi su conducenti, passeggeri e animali, e che non influenzi le decine di microcomputer che controllano sterzo, navigazione, aria condizionata e altre funzionalità del veicolo, così come le carte di credito che portiamo nel portafogli", ha spiegato Sven Beiker, direttore esecutivo di CARS. "Per quanto un'efficienza del 97% sia estremamente alta, vogliamo essere certi che il restante 3% si perda trasformandosi in calore piuttosto che in radiazione".
Per gli autori, la scoperta potrebbe avere un ruolo importante anche nel settore dei veicoli autonomi. I campi magnetici creati dalla ricarica wireless, infatti, potrebbero essere sfruttati per controllare lo sterzo e fare in modo che i veicoli rimangano sempre nella giusta corsia. La nuova tecnologia – ha specificato Beiker – rappresenterebbe un ottimo ausilio alla navigazione GPS per progetti come le Driveless Car di Google. "Il GPS ha un'accuratezza di 9-12 metri, ti dice dove ti trovi sul pianeta, ma per la sicurezza è importante sapere che la tua auto si trova al centro della corsia", ha aggiunto. "Nel nostro sistema, il campo magnetico potrebbe facilmente essere usato per controllare lo sterzo. Le spirali, trovandosi al centro della corsia, potrebbero fornire la posizione nel dettaglio e senza costi aggiuntivi".
C'è poi chi non si accontenta di brevettare sistemi di ricarica, arrivando a immaginare (in quella fucina di idee che è TED – http://www.ted.com/conversations/8513/electric_vehicles_powered_not.html?c=392203) strade e marciapiedi capaci di generare elettricità proprio attraverso i campi magnetici oscillanti. Queste superfici, infatti, potrebbero essere usate per alimentare anche veicoli personali come biciclette, scooter, sedie a rotelle e altri dispositivi per la mobilità personale. Per farlo, bisognerà riconsiderare la composizione delle superfici su cui ci muoviamo, a cominciare dalle strade. A riguardo i ricercatori di Stanford hanno già avviato delle collaborazioni con il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, allo scopo di studiare la struttura ideale della massicciata e determinare se il calcestruzzo armato e altri metalli su cui poggiano le strade possano ridurre in qualche modo l'efficacia.
Per Fan, si tratta di una sfida eccitante. "Abbiamo l'opportunità di ripensare il modo in cui l'energia elettrica arriva alle nostre macchine, nelle nostre case, nei nostri posti di lavoro. Finora, abbiamo sempre pensato alla diffusione di energia elettrica in termini di fili e prese da far spuntare dal muro. Immaginiamo invece di trasferire la corrente non più attraverso questi strumenti, ma tramite un vuoto. Il nostro lavoro – ha concluso il ricercatore – è un passo in questa direzione".
10 Febbraio 2012
repubblica.it
